Nature子刊；阐析细胞记忆背后的秘密

　　

生物通报道  我们的细胞总是在不断地分裂从而维持身体的功能。在每次细胞分裂时，我们的DNA密码、染色质以及染色质结构都必须进行忠实地复制以保留细胞关于自身身份的记忆。来自哥本哈根大学生物技术研究及创新中心（BRIC）的研究人员，开发出了一种新技术揭示了这一复制过程的一些动态事件和细胞记忆的秘密。研究结果发表在《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。

2009年，哥本哈根大学生物技术与创新中心的两名女研究人员联手开发了一项有可能阐明细胞记忆背后秘密的新技术。今天，她们在庆祝利用这一技术获得的第一个重大研究发现。

博士生Constance Alabert说：“我们的技术可以分离出与我们的DNA结合的小分子构件组蛋白，并将DNA链和组蛋白组装成染色质严密结构。重要的是，我们的技术能够追踪我们细胞中的动态复制过程，因此揭示出了这些DNA-复合物的生命周期。”

染色质中包含着一些至关重要的信息，告诉我们的基因何时该活化以及何时该沉默。例如，在心脏细胞内染色质储存中的信息会沉默肝特异性基因，反之亦然。因此，每次细胞分裂时都必须复制完整的染色质结构从而维持细胞关于自身身份的记忆。

染色质结构对于维持细胞身份至关重要，这一点不再存在争议，但对于其机制却仍然不是很清楚。由于一直以来都是采用一些假说驱动的方法研究染色质复制的动态事件，目前只发现了少数与这一过程相关的分子因子。

“凭借我们的新技术，我们鉴别出100个新的分子元件似乎参与了染色质复制并由此维持细胞记忆这一紧密调控的过程。因此，我们提供了一种强大的技术，以及解答有关细胞身份维持基础问题的第一个综合资源，”副教授Anja Groth说。

了解染色质忠实复制的基本原理对于认识生物发育和维持的机制，以及癌症一类疾病产生的机制至关重要。如果细胞丧失它们的染色质记忆，它们就有可能会发展为癌细胞并形成肿瘤。现在已知丧失所谓的“表观遗传”记忆与几乎所有的癌症类型有关。下一步，研究人员将破解这100个新染色质因子的作用模式。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Nascent chromatin capture proteomics determines chromatin dynamics during DNA replication and identifies unknown fork components

To maintain genome function and stability, DNA sequence and its organization into chromatin must be duplicated during cell division. Understanding how entire chromosomes are copied remains a major challenge. Here, we use nascent chromatin capture (NCC) to profile chromatin proteome dynamics during replication in human cells. NCC relies on biotin–dUTP labelling of replicating DNA, affinity purification and quantitative proteomics. Comparing nascent chromatin with mature post-replicative chromatin, we provide association dynamics for 3,995 proteins. The replication machinery and 485 chromatin factors such as CAF-1, DNMT1 and SUV39h1 are enriched in nascent chromatin, whereas 170 factors including histone H1, DNMT3, MBD1-3 and PRC1 show delayed association. This correlates with H4K5K12diAc removal and H3K9me1 accumulation, whereas H3K27me3 and H3K9me3 remain unchanged. Finally, we combine NCC enrichment with experimentally derived chromatin probabilities to predict a function in nascent chromatin for 93 uncharacterized proteins, and identify FAM111A as a replication factor required for PCNA loading. Together, this provides an extensive resource to understand genome and epigenome maintenance.